ADI读书活动第一期：放大器过压保护你知多少？头脑风暴开始啦！

zhige-327325

看到前面大家大家提到TVS，就说一下这个东西，TVS叫瞬变电压抑制二极管，用在防雷击的电路中，当电路中由于雷电、各种电器干扰出现大幅度的瞬态干扰电压或脉冲电流时，它在极短的时间内迅速转入反向导通状态，雷击电压过后然后再截止，从而保护电路。一般通信电源里最常用。
在极短的时间内最高可达到1×10-12秒迅速转入反向导通状态，雷击等干扰过后，又迅速截止，这是本人所了解的TVS方面东西。

zhige-327325

回复第 20 楼 于2012-11-06 11:59:44发表:
回复第 13 楼 于2012-11-04 20:11:54发表:
TVS用过。由于电源回路有互感器，外界负载如电机启停，会通过互感器影响，一是高压弄坏稳压管，二是放大器烧坏。后来选用22V的TVS器件，起始保护电压24.2v，刚好我们设计电源是24v，最大钳位35.3v，刚好略低于芯片36v的上限。加上以后，再也未出现过烧稳压管和运放的现象。
最近也在搞一款小型小功率工业级开关电源，打算把TVS较多应用上。主要是防止单片机丢数据。


TVS管有单向与双向之分，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联，能不能把TVS管换成稳压二极管呢？你也说道想把TVS应用于工业级的开关电源上，准备怎样用呢


.单向TVS用直流电路，双向TVS用交流电路中，稳压管是起稳压作用，通常需要配合一个限流电阻实现稳压，
TVS为瞬态抑制二极管，常用于端口静电防护，导通速度特别快，ns级，TVS管不能做稳压管用。

elec921

先占位，日后再编辑

放飞的心

回复第 32 楼 于2012-11-08 21:09:10发表:
回复第 20 楼 于2012-11-06 11:59:44发表:
回复第 13 楼 于2012-11-04 20:11:54发表:
TVS用过。由于电源回路有互感器，外界负载如电机启停，会通过互感器影响，一是高压弄坏稳压管，二是放大器烧坏。后来选用22V的TVS器件，起始保护电压24.2v，刚好我们设计电源是24v，最大钳位35.3v，刚好略低于芯片36v的上限。加上以后，再也未出现过烧稳压管和运放的现象。
最近也在搞一款小型小功率工业级开关电源，打算把TVS较多应用上。主要是防止单片机丢数据。


TVS管有单向与双向之分，单向TVS管的特性与稳压二极管相似，双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联，能不能把TVS管换成稳压二极管呢？你也说道想把TVS应用于工业级的开关电源上，准备怎样用呢


.单向TVS用直流电路，双向TVS用交流电路中，稳压管是起稳压作用，通常需要配合一个限流电阻实现稳压，
TVS为瞬态抑制二极管，常用于端口静电防护，导通速度特别快，ns级，TVS管不能做稳压管用。


明白了，谢谢你哦

sbr2012

针对保护有几个设计原则：
1. 首先评估电子产品可能受到的过压危险，比如：静电击穿、雷电击穿、电源过压等等，然后分清等级针对不同风险做相应保护设计。
2. 一般来说，TVS二极管动作最快ns，最为灵敏，MOV压敏电阻、GDT气体放电管次之，最慢的是PTC自恢复保险丝，PTC断开一般在几秒时间。
3. 一般的静电ESD简单防护设计TVS二极管就能搞定，针对电源过压一般使用电源端并联MOV压敏电阻，针对雷电和强电磁脉冲干扰一般使用GDT气体放电管，气体放电管吸收浪涌能量比较大，持续时间也比较长，和PTC串联能够对接口进行雷击保护。
4. 针对国内情况我要说一点的是，在技术上中国人也不习惯遵守规则，这和中国人的本性有关。比如很多公司无论研发还是生产有ESD防护规则，不过一般都形同虚设，研发人员还是不喜欢带静电手环，不习惯穿防静电工作服，总以为静电这东西没那么玄，电子产品往往在未出厂之前就因为静电损伤的原因形成了事故隐患，这样的产品不出事是运气，出了事就会一头雾水找不到事情本质原因。
5.关于ESD防护再补充一点，接地非常重要，静电手环、工作服、静电胶垫一个都不能少，有条件的建议配备离子风机，铺设防静电地板并定时做保养。

violence-197663

现在喜欢用TVS管，前面加LC滤波，当然选放大器时优先选带有过压保护的***

gaon2

常用的过压保护器件有压敏电阻、瞬态电压抑制器、静电抑制器和放电管等

maika24179

过压保护我认为还是要分类处理的。
第一类 是电源系统的过压，包括浪涌（比如要过 mil-std-181标准）。
第二类 是信号环路上的过压，当然有时候也有第一类过压耦合到信号上面的情况。

下面谈解决办法：
第一类linear公司有解决方案，我当然也只是看过。
第二类是我自己常常考虑的问题。常规的办法是压敏电阻、TVS、磁珠；在一些非常规场合，我采用预先偏置的肖特基或者pin二极管保护，这时候可以是开环方式，也可以是闭环方式。闭环方式等效于限幅放大器。这里面的二极管也可以采用三极管
另外 对于第二类而言 也可以取信号幅度去控制电源电压，从而抑制保护。

elec921

1、过压现象是什么？你在设计中遇到过哪些？谈谈与其抗争的血泪史吧！
我刚毕业时曾经设计过数据采集系统，最前端是一个仪表放大器，采样线6米，后来发现放大器老坏啊。后来就分析可能是长线耦合的干扰过压了。后来在输入增加了共模滤波、差模滤波、TVS保护。后来再也没有出现过。也算是一次成功的案例吧~！
2、过压状况产生的原因，你知道多少？产生的影响又如何？
我遇到的情况主要是被测信号超出了量程。还有就是干扰信号比较大，而放大器输入阻抗比较高，耦合出来的过压。还有ESD、EFT等EMC试验时窜过去的电压也容易过压。还有一种就是有多个电源的器件，上电顺序有的有要求。如果操作不当，器件就过压了。
3、在设计中常用的过压保护元件有哪些？它们具有什么样的特性？
主要是TVS、二极管、稳压管的钳位、配合电阻、电容、线圈的滤波。
4、文中提到的为无保护的放大器增加过压保护的方法的精髓是什么？你认为还有哪些可以改进的地方，叫板专家，谈谈你的设计心得？
个人觉得增加过压保护有两个关键点，一个是要把电压限制住，比如通常都是钳位；第二个是要限制过压时，故障电流也要限制在安全范围。
5、集成过压保护的新型放大器好用or不好用，你来评判？未来的市场更是如何？
我觉得集成过压保护的新放大器应该是好用，为什么呢？因为省了好几颗料，而且还能省PCB空间，板子体积有限时这很管用，因为保护的二极管、TVS、电阻啊什么的都很占地方的。这就省了大把的成本。并且多一个件多一个故障点，故障率也能降低。还有一点，就是，集成过压保护的一个特点非常好：正常信号时低阻，过压信号高阻，这是非常好的特性。
我觉得ADI提出集成过压保护这么一个功能，很好。希望ADI的放大器都增加这种功能。到时候我们选型就不再犹豫是选ADI还是TI了，因为ADI能给我们省很多保护二极管啊~！一个理由就无条件选ADI了。呵呵。
因此未来市场我看好。

6、ADA4091和ADA4096过压保护放大器，你了解多少？
以前还真不了解。ADA系列的只用过ADA4638.不过这次算是了解了。
简单说就是低功耗、低失调、轨到轨、精密，ADA系列的OP都是精品的，这个更带上了过压保护功能。更是精品了。

xieyuanfu

1. 过压的现象就是  器件损坏 严重的可能发热起火，造成危害，轻微的就是器件工作不正常，得不到用户所需要的结果。
过压最容易发生在上电的时候的过冲，芯片的承受能力低一点的话，就可能损坏。 由于脉冲过压造成的现象还很奇怪，我就碰上了一次，双运放的芯片， 它坏只是 坏其中一部分，另外一部分正常工作。碰到运放不工作的时候，习惯性 都要测量一下 供电电压。测电压又正常的，但是有一个通道就是输入输出死活不对，那时候没想过 运放会坏上一半的，拼命的在检查外围电路，输入前的电路与输入后的电路都测量完了，发现 一到运放的输入前后 就不对了，为了更加确定 ，把运放的前后链接电路都断开，单独给加信号测试 发现 真的是运放坏了，那时候想 可能是运放的质量有问题吧，换了运放 继续测试，一个星期左右 这运放又出问题了，还是坏了一个通道。这时候想到不是那么简单的了，然后用示波器 打上下电时候 运放的供电波形 ，明显得看到了上电的尖峰啊 这是由于我用的电源 不是稳压的电源造成的 ，后来加了一个小的 RC   终于 好了。